تقنية تعريف الهوية بواسطة موجات الراديو (RFID)

 

المقدمة

هل راودك تسائل كيف لمفتاح السيارة الحديثة بأن يحتوي على كود التشغيل؟!، في حين أنه إذا قمت بفتحه فلن تجد سوى حبة سوداء إسطوانية الشكل، أو كيف تعمل تلك القطعة البلاستيكية الموجودة على الملابس في المحلات الكبرى ، التي تقوم بإعطاء البائع إنذار إذا قمت بالخروج من المحل دون أن يقوم البائع بإزالتها؟ أو كيف يعمل نظام الدفع الأوتوماتيكي للسيارات عند البوابات؟.

تقنية التعريف عن طريق ترددات الراديو (RFID)

RFID هي اختصار لـ (Radio Frequency Identification) وهو عبارة عن مصطلح عام للتقنيات التي تستخدم ترددات موجات الراديو اللاسلكية، والتي هي عبارة عن موجات كهرومغناطيسية، لنقل البيانات الخاصة بوصف نظام معين عن طريق إرسال مجموعة معينة من الأرقام المكودة.

في السنوات الأخيرة أصبحت وسائل التعريف الآلية منتشرة في العديد من التطبيقات العملية لتأمين معلومات كافية عن الناس أو السيارات أو المنتجات الصناعية، وتم استخدام الترميز بالأعمدة (barcode) بشكل كبير في اأنظمة الصناعية والاستهلاكية، لقدرتها على تأمين قراءة آلية مستمرة عن المنتج أو الكيان المراد متابعته، وبالرغم من هذه الإمكانيات الرائعة بدأت تظهر عجز هذه التقنية لأسباب عديدة منها:-

• قلة المعلومات الممكن تخزينها.

• عدم قابلية إعادة البرمجة.

• عدم إمكانية قراءة أكثر من لاصقة في نفس الوقت.

• القراءة ممكنة فقط لمسافات قصيرة جداً.

• عدم إمكانية إعطاء رقم مستقل لكل وحدة وإنما يعطى رمز واحد لكل وحدات النوع نفسه.

بسب هذه المشاكل الصادرة عن تقنية الترميز بالأعمدة (barcode), بحث العلماء لإيجاد  آلية جديدة تحد من هذه المشاكل وتكون فعالة في نفس الوقت, وبعد البحث والتطوير توصل العلماء إلى تقنية تعريف الهوية بواسطة الموجات الراديوية.

تقنية RFID بين الحاضر والماضي

بعض الأبحاث تشير إلى أن “ليون ثيرمن” هو مخترع التقنية بالرغم من استخدمها كأداة تجسس لصالح الاتحاد السوفيتي من قبل الإستخبارات الروسية في العام 1946، حيث كانت تقوم بإعادة إرسال موجات الراديو المدمجة مع الموجات الصوتية التي يلتقطها حجاب حاجز للموجات الصوتية ويتذبذب على إثرها الحاجز الصوتي، مما يؤدي إلى تغير على حالة قارئ الذبذبات والذي بدوره يقوم بتنظم ذبذبة الإرسال المنعكسة كفكرة عمل الرادار. وبالرغم من أن هذه الأداة كانت تستخدم كجهاز تنصت سري ولم تستخدم كبطاقة تعريف إلا أنها تعتبر المقدمة لاختراع بطاقات التعريف بموجات الراديو. وفي العام 1970 تم استخدامها كوسيلة تتبع الاجهزة ذات الأحجام الكبيرة والغالية الثمن، وكان شائع إستخدامها في تلك الفترة في السيارات والبضائع المنقولة جوًا.

كانت تصنع الأوسمة (Tag) وهي عبارة عن شريحة ذات أشكال وأحجام مختلفة يخزن عليها معلومات خاصة بالمنتج أو الكائن المراد متابعته، حيث كانت في تلك الفترة من نظام لف معقد للملفات الكهربائية والزجاج، وفي وقت لاحق إستخدمت المكثفات الكهربية في محاولة لتصغير حجم الجهاز والتقليل من تكلفته وكان يتم طباعته على الورق، ثم تطور الأمر إلى أن وصلنا إلى الرقائق الرقمية الحديثة، وتوجد أنواع مختلفة الآن من الأوسمة حيث بإستطاعتها أن تقوم بتخزين بيانات يصل حجمها إلى 2 كيلوبايت.

أنواع الأوسمة

• النوع الأول الرقاقات السلبية (Passive)

هذا النوع من الشرائح لا تحتوي على مصدر طاقة داخلى وإنما يتم تغذيتها عن طريق مجال القارئ الكهرومغناطيسي. وتتناقص القدرة المتوفرة من مجال القارئ بسرعة مع ازدياد المسافة مما يحدد مجال قراءتها إلى مسافة 4-5 متر باستخدام الترددات العالية جداً 860-930 MHz، ويعد من أكثر الأنواع إستخداماً إنظر الصورة رقم (1).

• النوع الثاني الرقاقات الشبة سلبية (Semi passive):-

يكاد يكون متطابق مع النوع الأول إلا أنه لا يحتوي على بطارية داخلية الأمر الذي يساعد الهوائي على إستقبال المعلومات وإرسالها فقط مما يجعله أكثر سرعة من النوع الأول.

• النوع الثالث الرقاقات الفعالة(Active)

هذا النوع مختلف عن الأنواع الأخرى حيث تحتوي مصدر طاقة داخلي ويمتاز هذا النوع بإمتلاكه مدى أكبر يصل حتى 100 متر بالإضافة إلى ذاكرة أكبر لتخزين المعلومات، ومن الجدير بالذكر أن مصدر الطاقة الداخلي يوفر طاقة تكفي لمدة 5 سنوات.

طريقة العمل

مع إختلاف أنواع الأوسمة إلا أن طريقة العمل واحدة لها جميعاً ويكون كلآتي:-

1. يتم تخزين الكود على الوسم في إنتظار القراءة.

2. يستقبل الوسم الموجات القادمة من ال RFID.

3. يستخدم الوسم قوة البطارية الخاصة به أو أيًا كان مصدر الطاقة المغذي له لفك تشفير البيانات المرسلة والتعرف عليها.

تطبيقات تستخدم تقنية تحديد الهوية عبر موجات الراديو

هناك العديد من التطبيقات الصناعية والتجارية لتقنية تحديد الهوية عبر موجات الراديو التي أثبتت نجاحها، حيث قامت اكبر مؤسسة تجارية في العالم (Wal-Mart) باستخدامها قبل عامين، إضافة إلى قيامها بإجبار جميع الشركات الموردة لها بضرورة إستخدام تقنية تحديد الهوية عبر موجات الراديو  للتعريف الآلي بالمنتجات التي تقوم الشركات بإرسلها للمؤسسة. إضافةً لقيام العديد من شركات الطيران باستخدم التقنية للتعرف على مقتنيات المسافرين بشكل آلي. و في الآونة الأخيرة انتشرت التطبيقات التي تستخدم التقنية على الإنسان ومنها:

1. قيام إحدى مدارس مدينة أوساكا اليابانية بإستخدام هذه التقنية في عام 2004 حيث يوضع قارئ على بوابة المدرسة ومواقع مهمة أخرى من أجل متابعة حركة التلاميذ في المدرسة لتأمين الحماية الكاملة لهم.

2. قيام ادارة مدينة العاب (Legoland) الدانماركية بإستخدام هذه التقنية بدءاً من عام 2004 لمتابعة حركة الأطفال ضمن المدينة من اجل سهولة إيجادهم إذا ما فقدوا.

3. قيام إدارة الأغذية والأدوية الأمريكيةبموافقتها على زرع رقاقة (VeriChip) تحت جلد الإنسان كما يظهر بالصورة أدناه، وتحتوي الرقاقة على رقم تعريف خاص يمكن بواسطته الحصول على وثائق طبية خاصة بحاملها، بالإضافة إلى إمكانية استخدامها للتحكم بمداخل المحطات النووية والمراكز الحساسة الأخرى.

4. قيام بعض المكتبات باستخدام التقنية للحفاظ على الثروة الضخمة من المقتنيات وأوعية المعلومات التي تحتفظ بها المكتبات وخاصة المكتبات الجامعية.

الخاتمة 

بالرغم من أن تقنية تحديد الهوية عبر موجات الراديو تعتبر واعدة إلا أنه لازالت هناك بعض التحفظات على التقنية، حيث نجد إرتفاع في تكلفة الأوسمة للتقنية مقارنة مع الترميز العمودي Barcodes، إضافة إلى أن خصوصية المستعير قد تكون في خطر نظراً لأن أوسمة التقنية يسهل قراءتها بواسطة جهاز قارئ لها.